636-0303/02 – Materials in Air Traffic (MvL)

Gurantor departmentDepartment of Material EngineeringCredits4
Subject guarantorprof. Ing. Eva Mazancová, CSc.Subject version guarantorprof. Ing. Miroslav Tvrdý, DrSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year1Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction2007/2008Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesFSIntended for study typesBachelor
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
TIT008 Ing. Kamil Titz
TVR37 prof. Ing. Miroslav Tvrdý, DrSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+1

Subject aims expressed by acquired skills and competences

The students are able to orient themselves among various metallic and non-metallic materials, considered for design of airplanes or for their maintenance. The ultrahigh strength steels used for landing gears are defined by chemical composition, manufacturing technology, the properties and by market. The same may be specified at Al-alloys,Mg-alloys and Ti-alloys. Also, the basic knowledge about the technical ceramics, composites and plastic materials is demonstrated.

Teaching methods

Lectures
Tutorials
Experimental work in labs

Summary

Steels, high strength and ultrahigh strength steels, austenitic, ferritic, martensitic, duplex and superduplex stainless steels. Nickel, nickel alloys and superalloys, aluminium and its alloys, titanium and its alloys, the composites and non-metals. Structure and microstructure, mechanical properties, non-destructive testing, defectoscopie, evaluation of life, reliability and safety against brittle fracture. Evaluation of plane and local corrosion, stress corrosion cracking , hydrogen embrittlement , fatigue and corrosion fatigue. Optimization of aircraft material properties and their quality controll.

Compulsory literature:

1. Steel – a handbook for material research and engineering, Verein Deutcher Eisenhüttenleute, Vol. 2, Springer Verlag, 1993 2. Advanced materials and processes; Vol. 159, No. 12, ASM International, 2001 3. ASM Handbook, Vol. 13 – Corrosion, ASM, 1992

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Other requirements

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Přednášky: 1. Úvod do problematiky materiálových řešení v letecké dopravě. Popis základních typů letadel(dopravní, průmyslová, vojenská) a kosmického raketoplánu. 2. Vysokopevné a středněpevné oceli typu 4330, 4340, M300, D6AC a jejich konvenční a nekonvenční charakteristiky (pevnostní a plastické vlastnosti, vrubová a lomová houževnatost, únavové vlastnosti, kinetika růstu trhlin při vodíkovém zkřehnutí, při korozním praskání podnapětím a korozní únavě. 3. Nerezavějící austenitické, austenitické stárnoucí a martensitické stárnoucí oceli. Jejichpevnostní a plastické charakteristiky, vrubová a lomová houževnatost, únava a kinetika růstu při působení vodíku a dalších agresivních prostředí. 4. Procesní charakteristiky vysokopevných ocelí, výrobní možnosti, technologie výroby oceli, jejího lití, tváření, tepelného zpracování, svařování a zkoušení. Příklady aplikace v letecké výrobě. 5. Hliník a vysokopevné varianty jeho slitin. Slitiny, používané v letectví. Pevnostní a plastické vlastnosti, vrubová a lomová houževnatost a únavové charakteristiky slitin typu Al-Li, Al-Li-Mg-Mn, Al-Mg-Mn, Al-Mg. 6. Procesní charakteristiky hliníku a jeho slitin. Technologie tepelného zpracování. Nedestruktivní zkoušení. Hodnocení životnosti, spolehlivosti a bezpečnosti proti křehkému porušení. 7. Titan a slitiny titanu. Hodnocení mikrostruktur alfa, alfa + beta a beta. Optimalizace vlastností těchto slitin tepelným zpracováním. Popis slitin Ti-6Al-4V (Ti-6-4), Ti-6-22-22, Ti-6242, Ti-10-2-3, Ti-15-3 a Ti-3-2,5 a způsobu jejich použití na bojovém letounu F-22. 8. Procesní charakteristiky titanu a titanových slitin. Technologie tepelného zpracování a související mikrostrukturní charakteristiky. Životnost, spolehlivost a bezpečnost proti křehkému porušení. 9. Hořčík a jeho slitiny. Vlastnosti slitin hořčíku ve vztahu k chemickému složení, mikrostruktuře a chemickému složení. Uplatnění hořčíkových slitin v letectví. Popis slitin Mg-Al, Mg-Al-Mn-Zn, Mg-Al-Mn-Zn-Zr a Mg-Th-Zr 10. Nikl a superslitiny niklu. Popis chemického složení, mechanických vlastností a nekonvenčních vlastností niklu a slitin typu Inconel, Udimet, Nimonic a Hastelloy. 11. Procesní charakteristiky niklu a jeho superslitin. Technologie tavení, odlévání, tváření, tepelného zpracování a svařování. Hodnocení životnosti, spolehlivosti a bezpečnosti proti křehkému porušení. 12. Kompozity a nekovy. Charakteristiky, vlastnosti a způsob označování jednotlivých kompozitů a nekovových materiálů, používaných ke konstrukci letadel. 13. Povrchové inženýrství u leteckých konstrukcí. Povlaky a povrchové nástřiky. Plátované materiály, materiály s navařeným povrchem. Ochrana proti plošné a lokalizované korozi. Metody povrchové ochrany. 14. Příklady vzniku havarií mechanismem koroze a lokalizované koroze.Volba technologií svařování a pájení. Vhodné spojovací materiály. Způsoby hodnocení svarových a pájenýách spojů.Obecné zásady nedestruktivníhozkoušení konstrukčních součástí a celků. Popis metod při metalografickém, fraktografickém a elektronomikroskopickém zkoušení. Cvičení: 1. Úvod do předmětu Materiály v letectví 2. Oceli a vysokopevné oceli. Hodnocení vlivu tepelného zpracování na pevnostní charakteristiky ocelí. 3. Oceli a vysokopevné oceli. Metodika nedestruktivního zkoušení u konstrukčních součástí a celků. 4. Hodnocení přítomnosti povrchových trhlin u výrobků pro letectví. 5. Hodnocení přítomnosti vnitřních trhlin a vad . 6. Stanovení vytvrzovacích charakteristik u slitin hliníku a titanu 7. Hodnocení lomové houževnatosti u niklových superslitin a slitin hliníku a titanu. 8. Hodnocení únavových charakteristik a charakteristik kinetiky růstu trhlin únavovým mechanismem. 9. Návrh technologie tepelného zpracování konkrétní letecké součásti ze slitiny Al-Mg 10. Návrh technologie tepelného zpracování součásti z titanové slitiny. 11. Povrchová ochrana proti korozi u niklových superslitin. Materiálové hodnocení kompozitů a nekovových součástí. 12. Metalografické hodnocení vybraných slitin hliníku, titanu, hořčíku a niklu. 13. Hodnocení tvrdosti a mikrotvrdosti u svarového spoje z niklové superslitiny. 14. Hodnocení tvrdosti a mikrotvrdosti u svarového spoje z hliníkové slitiny. Závěrečné hodnocení posluchačů a udělení zápočtu

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 2009/2010 Winter semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 30  15
        Examination Examination 70  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.ZaměřeníFormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (B3712) Air Transport Technology (3708R038) Aircraft Maintenance Technology P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2008/2009 (B3712) Air Transport Technology (3708R038) Aircraft Maintenance Technology P Czech Ostrava 1 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner